Vid National Institutes of Natural Sciences National Institute for Fusion Science forskare, i samarbete med Kyushu University, observerade för första gången i världen en deformation som kallas '' tungdeformation '' som förekommer lokalt i en Large Helical Device (LHD) plasma. Denna deformation förutspåddes av Lev Artsimovich i slutet av 1960 -talet. Sedan dess har det inte observerats experimentellt, bli en gåta i plasmafysik som inte har lösts på 50 år.
Siktar på att uppnå fusionsenergi, forskning om att begränsa en hög temperatur, hög densitet plasma i ett magnetfält bedrivs runt om i världen. I ett plasma begränsat av det toroidala magnetfältet, när trycket stiger (högre temperatur och högre densitet) finns det en tendens att plasma blir instabilt. Beroende på tillståndet, plasman ändrar form, och sedan sjunker dess temperatur och densitet (detta beteende kallas "instabilitet"). Det finns två typer av instabilitet som uppstår genom stigande tryck. Den första typen orsakar lokaliserad tungdeformation som endast visas i svaga områden i magnetfältet. Den andra typen av instabilitet (kallad läget) orsakar förändringar i hela plasman. Dessa två instabiliteter föreslogs 1968 av Artsimovich. Förändringen som kallas "läge" genereras i hela plasma och lägen fortsätter under en lång tid. Och eftersom de är relativt lätta att observera, många lägen har verifierats experimentellt. Å andra sidan, eftersom tungans deformation är lokaliserad, det visas bara i en region inuti plasma. Dessutom, för det fortsätter bara 1/10, 000:e av en sekund, observationen är svår, och deformationen hade inte verifierats experimentellt. Den tidsmässiga längden av denna deformation är kort. Dock, på grund av denna instabilitet, eftersom fenomenet med plötslig kollaps inträffar, det har teoretiskt indikerats att plasmans goda inneslutning försämras.
Forskargrupperna för professor Katsumi Ida och biträdande professor Tatsuya Kobayashi, båda NIFS, i samarbetsforskning med professor Shigeru Inagaki, från Kyushu University Research Institute for Applied Mechanics, observerade för första gången i världen deformationen av en lokaliserad plasma som kallas en tunga i LHD. Här, snarare än att observera det plötsliga kollapsfenomenet, genom att fokusera på små förändringar strax före det abrupta fenomenet hittade de tungdeformationen. Dessutom, i plasmans abrupta kollapsfenomen som orsakas av tungan, som ett resultat av en detaljerad undersökning av hastighetsfördelningen av protoner som de för första gången observerade den förvrängda hastighetsfördelningen. Att snedvridningen av det verkliga rummet orsakar förvrängningen av fasutrymmet är kopplat till upptäckten av detta fenomen.
Denna upptäckt av tungans deformation i LHD har experimentellt bekräftat Artsimovichs förutsägelse. Och samtidigt som det är ett resultat som löser en femtio år gammal gåta i plasma, det ger också en riktlinje för att upprätthålla hög temperatur och hög densitet plasma. Och dess bidrag förväntas mycket för att uppnå ny utveckling inom fusionsforskning runt om i världen. Denna tungdeformation kan också kallas en signal om oväntade fenomen, och av de många plötsliga fenomen som förekommer i naturen (t.ex. solstormar, etc.). Detta innebär att vikten av "lokaliserad förändring" som ett tecken indikerades. I framtiden, ännu fler vetenskapliga ringverkningar förväntas.
Detta resultat publicerades i den engelskspråkiga akademiska tidskriften Vetenskapliga rapporter , publicerad av Natur , den 31 oktober, 2016, och är allmänt tillgängligt.
